石佛寺滑坡稳定影响因素敏感性分析

周学能 翁凌云

摘要：滑坡稳定性受多种因素影响，研究滑坡稳定系数与各因素之间的关系，找出主导因素，对于优化滑坡综合整治措施具有指导意义。本文对影响石佛寺滑坡稳定的滑带参数及地下水进行了敏感性分析，结果表明滑带土的内摩擦角和地下水位是影响滑坡稳定性最显著的两个因素，地表截排水和滑坡体内排水是滑坡治理优先考虑的措施。

关键词：石佛寺滑坡；稳定系数；影响因素；敏感性分析

1.引言

石佛寺滑坡位于临近三峡水库库首的长江一级支流香溪河左岸，行政区划上属湖北省兴山县峡口镇泗湘溪村。石佛寺滑坡属潜在不稳定滑坡，其一旦发生整体失稳，将直接威胁到滑坡体上居民153人的生命财产安全，还将可能导致通过滑坡体中部的复建高峡公路中断，地质灾害危害程度等级为Ⅱ级。影响滑坡稳定的因素较多，找出滑坡变形失稳的主导因素，对于优化滑坡综合整治措施具有指导意义。

2.滑坡地质条件

2.1滑坡形态

石佛寺滑坡在平面上呈一长条状，滑动方向202。左右。坡面形态为上下缓中间陡的斜坡，平均坡度约20°。其前缘抵至香溪河，已被库水淹没，地面高程132m，三峡水库蓄水至175m，该滑坡近15%的滑体浸在库水中，后缘抵临江山体，高程415m，后侧临江山顶高程450m～600m。滑体纵向长840m，平均宽度180m，滑体平均厚度27m，面积15.26x10㎡，体积约412x10m3，属大型滑坡。滑坡体坡面完整性较差，滑坡周边及滑体上自西向东发育了沙子沟、向家沟、大堰沟、庙沟、陈家沟等五条较大的冲沟，滑坡体上的居民都居住在高程195m以上，复建高峡公路横穿滑坡体，路面高程为224m～243m。

2.2滑坡岩土体特征

石佛寺滑坡体主要由粉质粘土夹碎石和碎块石土组成，其中碎石土结构不均一，不同部位其碎块石含量相差较大，后缘多为崩坡堆积成因的碎块石土，属于松散堆积体滑坡。滑体土平均厚度27m，最厚达48m。主滑带位于下伏基岩面接触处附近，滑带土厚度一般0.4m～0.5m，最厚0.7m，最薄0.2m，主要为紫红色一紫褐色粉质粘土夹角砾。滑带中土的含量多在65%～85%之间，以可塑状为主，部分呈可软塑状，一些钻孔中的粘土中可见摩擦镜面；角砾含量一般20%～30%左右，粒经一般0.5em～1.0cm，多为次棱角状或次圆状，角砾的成分以泥质粉砂岩、长石砂岩为主，部分为泥岩。个别钻孔还揭露出滑带土与下伏基岩的接触面呈明显的摩擦镜面。滑床为侏罗系中统上沙溪庙组（J）地层，岩性为黄褐色长石砂岩，紫红色泥岩为主，局部为泥质粉砂岩和细砂岩，岩体强风化层一般厚达2m～5m。岩层倾向250°～270°，倾角40°～47°，呈单斜构造，未见大的断裂破碎带。

2.3滑坡体地下水特征

滑坡体为松散堆积体，一般为中等透水性，主要为孑L隙潜水类型，局部存在一定的上层滞水。地下水主要接受大气降雨的补给，因本滑坡体处于一槽状负地形内，汇水面积较大，地下水补给来源较丰富。在滑坡区，地下水一部分下渗并最终通过径流排泄汇入香溪河；一部分以泉的形式在地表出露，最大泉点流量约0.03L/s，一般小于0.01 Us。勘探期间处于雨季，地下水位埋深浅，一般钻孔水位埋深4.0m～7.0m。根据滑坡上的两个水文长观孔的资料来看，在旱季，地下水位普遍较深，多在15m以下。滑坡区地下水属HC03-Ca·Mg型。

3.滑坡稳定性分析

3.1破坏模式分析

石佛寺滑坡基底为残坡积堆积物，坡体两侧不断崩塌堆积加载而形成的推移式滑坡，为典型的堆积层滑坡。滑坡目前处于整体基本稳定状态，近期变形只是在侧缘稍陡的沟坡局部附近，有过多期次级滑移变形迹象，局部微地貌上均反映出次级滑移后形成的圈椅状形态。三峡水库蓄水后，尤其库水位在175m～145m之间的涨落，将降低滑坡的稳定性，而使滑坡产生牵引溯源式的变形破坏，其破坏方式有滑移型和坍岸型。结果将导致175m以下的这部分滑体将首先失稳滑移，造成175m以上的滑坡体临空，继而靠近临空面的部分滑坡体又一次产生滑移破坏，这种破坏形式循环往复，直至整个滑坡体。

3.2滑坡岩土物理力学性质参数建议值

综合考虑滑体、滑带土的分布特征及地下水位，在试验成果资料的基础上，结合反算成果，提出如下建议值，见表1。

3.3滑坡稳定性分析评价

针对石佛寺滑坡的破坏模式，本文计算方法采用极限平衡法，具体方法为规范中所推荐的剩余推力法。

石佛寺滑坡前缘高程低于175m，为涉水滑坡，根据有关规定，本滑坡稳定计算的工况如下：

工况1.自重+地表荷载+现状水位；

工况2.自重+地表荷载+175m水位+20年一遇暴雨：

工况3.自重+地表荷载+175m-145m水位；

工况4.自重+地表荷载+175m-145m水位+20年一遇暴雨。

本区地震基本烈度为Ⅵ度区，所以在本次计算中对地震力不予考虑。

计算选取I—I剖面的4种工况，计算结果见表2。石佛寺滑坡在天然状态下（工况1）整体是基本稳定的，其余工况滑坡处于不稳定状态，即在蓄水后，滑坡整体稳定性恶化，可能发生整体失稳。

4.滑坡稳定影响因素敏感性分析

滑坡的稳定性受各种内在因素和外部因素的影响，本文重点选择了滑带土抗剪强度参数c、值和地下水位这几个因素进行敏感性分析。敏感性分析过程如下：

首先选择一套基准参数，运用剩余推力法计算出基准条件之下滑坡稳定系数F，在此基础上变动其中的某一参量，其他参数固定不变，计算出该参量在其变化范围内变动时滑坡稳定系数随之变化的结果。最后根据上述计算结果得出敏感系数S，其计算公式如下：

本次敏感性分析基准参数如下：地下水位為20%h（h为划分的滑坡体条块厚度），滑带土C为20kPa，为20。。

滑带土C、值敏感区间选取为：c值在5kPa～30kPa之间变化，每5kPa计算一个值；（值在14°～24°之间变化，每2°计算一个值。地下水敏感区间为：地下水位在0～100%h之间变化，每变化20%h计算一个值。敏感性分析计算成果见表3。各敏感性因素与滑坡稳定系数的相关图见图4.1.图4.2.图4.3。

通过计算得出，滑坡稳定性对各主要参数的敏感系数平均值如下：C为16.0%，为48.2%，地下水位为33.9%。从相关图可看出，C每增加5kPa，稳定系数约增加0.034；每增加2。，稳定系数约增加0.105；地下水位每降低20%h，稳定系数约增加0.076。说明对本滑坡稳定影响最大的因素是滑带土的内摩擦角，其次是滑体内地下水位，最后是滑带土的凝聚力。

5.结论

（1）在影响石佛寺滑坡稳定的诸多因素中，最为敏感的因素是滑带土的内摩擦角，其次是滑体内地下水位，最后是滑带土的凝聚力。

（2）在力学参数确定的情况下，降雨造成地下水位的抬升则成为滑坡稳定性下降的首要原因。因此，地表截排水和降低滑体内地下水位是滑坡治理优先考虑的措施。